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浅谈仪表的防雷接地

孙颖

湖北化肥分公司仪表车间

浅谈仪表的防雷接地
孙颖（湖北化肥分公司仪表车间）
摘要：雷电是自然界强大的脉冲放电现象，已经给人类造成了巨大的危害。近年来石油化工遭到雷击事故呈现上升趋势。雷电产生时，在其附近的导体上产生的雷电电磁脉冲，以电磁感应、静电感应等方式存在，给仪表系统的正常运行带来很大的危险，特别是随着工艺过程的俞趋复杂，控制系统集成化程度的提高，使控制系统对雷击的敏感性也在同步增长。在现在的石油化工行业，仪表的防雷和接地显得越来越重要。
关键词：仪表化工防雷接地
接地和防雷基础知识
（一）为什么要接地
接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地，从而起到保护建
筑物的作用。
同时，接地也是保护人身安全的一种有效手段，当某种原因引起的相线（如电线绝缘不良，线路老化等）和设备外壳碰触时，设备的外壳就会有危险电压产生，由此生成的故障电流就会流经PE线到大地，从而起到保护作用。
为什么要接地
在现代接地概念中、对于线路工程师来说，该术语的含义通常是‘线路电压的参考点’；
对于系统设计师来说，它常常是机柜或机架；
对电气工程师来说，它是绿色安全地线或接到大地的意思。
一个比较通用的定义是“接地是电流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。
防雷的主要措施-接地

接地的术语和定义
1、埋入地中直接与大地接触并与大地形成电气连接的金属导体，称为接地极或地体。
2、用来连接接地极与总接地板的导体，称为接地总干线（电气专业称为接地总线）
3、为了方便连接工作接地汇总板、保护接地汇总板等和接地总干线而设置的金属板，称为总接地板（电气专业称为总接地端子、接地母排）。
4、为便于连接保护接地干线等而设置的金属板，称为保护接地汇总板。
5、为便于连接工作接地干线而设置的金属板，称为工作接地汇总板。
6、用于连接多个同类接地汇流排、各需接地的设备与接地汇总板的导线，称为接地干线。接地干线也用于连接总接地板与工作接地汇总板或保护接地汇总板。
7、为便于连接工作接地干线而设置的金属板，称为工作接地汇总板。
8、用于连接多个同类接地汇流排、各需接地的设备与接地汇总板的导线，称为接地干线。
9、接地干线也用于连接总接地板与工作接地汇总板或保护接地汇总板。
10、根据接地工作原理和相关的国家标准、国际标准，规定了仪表及控制系统的工作接地、保护接地、防雷接地应共用一组接地装置。
接地电阻
仪表及控制系统的接地电阻为电气专业的低压配电系统接地装置的接地电阻，应根据电气专业有关标准规范确定，一般情况，不应大于4Ω。
接地装置的接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极的工频交流电流计算出的电阻称为主频接地电阻。
GB50057《建筑物防雷设计规范》规定了防雷接地的接地电阻为冲击接地电阻，规定的典型值为不大于10Ω。
根据GB50057规定：防雷电感应的接地装置应和电气设备
接地装置共用。
常见的接地符号
PE,PGND,FG－保护地或机壳；
BGND或DC-RETURN－直流－48V(+24V)电源（电池）回流；
GND－工作地；
DGND－数字地；
AGND－模拟地；
LGND－防雷保护地
合适的接地方式
接地有多种方式，有单点接地，多点接地以及混合类型的接地。
而单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地。一般来说，单点接地用于简单电路，不同功能模块之间接地区分，以及低频（f<1MHz）电子线路。
当设计高频（f>10MHz）电路时就要采用多点接地了或者多层板（完整的地平面层）。
信号回流和跨分割的介绍
对于一个电子信号来说，它需要寻找一条最低阻抗的电流回流到地的途径，所以如何处理这个信号回流就变得非常的关键。
第一，根据公式可以知道，辐射强度是和回路面积成正比的，就是说回流需要走的路径越长，形成的环越大，它对外辐射的干扰也越大，所以，PCB布板的时候要尽可能减小电源回路和信号回路面积。
第二，对于一个高速信号来说，提供有好的信号回流可以保证它的信号质量，这是因为PCB上传输线的特性阻抗一般是以地层（或电源层）为参考来计算的，如果高速线附近有连续的地平面，这样这条线的阻抗就能保持连续，如果有段线附近没有了地参考，这样阻抗就会发生变化，不连续的阻抗从而会影响到信号的完整性。所以，布线的时候要把高速线分配到靠近地平面的层，或者高速线旁边并行走一两条地线，起到屏蔽和就近提供回流的功能。
第三，为什么说布线的时候尽量不要跨电源分割，这也是因为信号跨越了不同电源层后，它的回流途径就会很长了，容易受到干扰。当然，不是严